让例题学习在定量化学中发挥更大作用 | eic

文摘   教育   2024-12-31 17:30   英国  

 



Education in Chemistry (eic) 杂志是英国皇家化学会的化学教育资源库,致力于为化学教师分享有用的教育教学新闻、文章以及资源。

本文作者 Helen 老师分享了四条自己在课上实践过的经验,通过加强自我解释,帮助学生避免盲目地按部就班解题,理解每个步骤的意义及其重要性。

作者 Helen Skelton 是一位经验丰富的中学科学教师。她拥有化学博士学位和教育硕士学位。她特别感兴趣的是教学、课程设计和评估,尤其是思考这些领域在帮助学生取得成功方面的相互作用。

在14–16岁和16–18岁阶段讲授定量化学时,我发现学生们在刚接触一种新类型的问题时,往往能够按照我引导的步骤正确解决问题。然而,当面对各种混合起来的不同问题时,情况就没那么好了。这表明学生虽然能够遵循流程解题,但并没有深入理解每个步骤的重要性

一种常见的辅导方法是在引入新问题类型时使用计算样例。然而,除非学生真正投入“研究”这些算例,否则很难达到预期的效果。这种“研究”需要超越常规教学策略,如讲解示例、模拟以及分步骤解释供学生参考。
 Anticipatory self-explanation is more effective in building understanding than retrospective explanations 
教科书中通常都包含计算样例。但如果不主动引导学生学习,大部分学生会直接进入问题求解阶段,而忽视了对计算样例的积极思考。认知与学习科学学者 Michelene Chi 提出,“自我解释”是一种为自己产生解释加以理解学习材料的策略,这种方法在学习计算例题时非常有帮助。 
下面四个方法可以鼓励学生通过算例进行自我解释,并更加深入地解决问题。 
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01

用问题慢慢示范
Model slowly with questions

  • 现场完成一个算例(如图1所示)
  • 讲解完成问题所采取的步骤,然后要求学生解释这些步骤。
  • 给予学生时间研究算例,并提出任何他们可能有的疑问。


  • 图1:计算水中氧气的百分比质量。完成算例,讲解每个步骤并要求学生解释

  • 完成第二个算例,这次不要插话和提示
  • 给学生时间思考每个步骤,并让他们自己进行解释。
  • 重新检查学生是否理解。在提问时,深入探讨问题的细节,例如:“16从哪里来的?”“为什么要乘以2?”(如图2所示)。
  • 图2:计算二氧化碳中氧气的百分比质量。用另一个问题重复类似计算,但保持安静。给予学生时间思考每个步骤的原因

  • 最后,给全班一个问题,给学生时间思考如何解决,学生可以将答案写在小白板上。 

  • 带领全班完成问题,随机挑选学生说出并解释下一步。多项研究表明,这种预期自我解释比图1中的回顾性解释更能有效促进学生理解。


02

练习预期自我解释
Practise anticipatory self-explanation

无目标问题(goal-free problems)帮助学生管理认知负荷,鼓励他们尽可能多地解决问题,而不是限定一个特定目标。在学生掌握平衡方程式及简单的摩尔、质量和分子质量问题后,可以用此方法引入反应质量计算。

  • 给学生计算的方程式和表格,让他们填空。例如给出一种反应物的质量,要求学生尽可能多地完成表格中的内容。 

  • 完成表格后,让学生解释答案是怎么算出来的 例如,对于“100克氧气与乙醇反应可以生成多少二氧化碳?”可以问学生:“你需要哪些步骤?为什么每个步骤都很重要?” 

  • 最终给学生一个有明确目标的问题。

03

给一个计算样例写批注
Annotate a worked example

给学生一个基本完成的算例,要求他们在算例上写批注。指出每个步骤计算的结果;并解释每个步骤在解题上发挥的作用。


04

检查答案是否正确
Check if it’s correct or incorrect

给学生一个完整的算例,并让他们判断答案是否正确

  • 如果答案正确:解释每个步骤的逻辑;

  • 如果答案错误:指出错误并解释原因。

探索总结

上述方法的核心目标是通过自我解释,帮助学生避免盲目按部就班解题,而是引导他们理解每个步骤的意义及原因。在课堂中我发现这种方法的主要优势体现在这两点上:

  1. 学生能够更自信地处理陌生问题; 

  2. 学生能够更准确地发现错误并进行自我纠正。

更多阅读
分享如何🔗回答多步骤问题的例子🔗,帮助加深学生的思考能力并创造一种“错误文化”,让学生乐于“犯错”。(https://edu.rsc.org/4016015.article
 





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